[이런 논문, 저런 책] 고내구성에 재사용 가능한 나노펩자임 개발

경북대 융합학부 민경익 교수팀… 스몰 스트럭처스 온라인판에 게재

경북대 융합학부 민경익 교수

경북대 융합학부 허윤미 박사과정생

경북대 융합학부 민경익 교수팀이 외부 환경 변화에 상관없이 우수한 안정성을 지니는 가수분해효소 모방체인 나노펩자임(nanopepzyme)을 개발했다.

가수분해효소는 다양한 산업 분야에 활용되고 있다. 그러나 pH, 온도, 용매 등 주변 환경 변화에 따라 구조 변성과 촉매 활성의 저하가 나타날 수 있고 고비용의 생산 공정, 보관 및 재사용이 어렵다는 문제가 있었다.

민 교수팀은 가수분해효소의 활성 부위를 구성하고 있는 촉매 기능성 아미노산인 히스티딘을 활용해 펩타이드를 설계했다. 디자인된 펩타이드에 가시광선을 비추면 공유결합성 자기조립을 통해 단 10분 만에 구 형태의 나노펩자임으로 형성되고, 구조체 표면에는 다수의 촉매 활성 부위가 구현됐다. 개발된 나노펩자임은 표면에 다수 노출된 히스티딘 간의 시너지 효과로 기존에 개발된 가수분해효소 모방체에 비해 10배 가량 향상된 촉매 활성이 나타났다.

민 교수는 "이번 연구는 처음으로 공유결합성 펩타이드 자기조립을 도입한 가수분해효소 모방체 연구로 큰 의미가 있다. 개발된 나노펩자임은 다양한 조건에서 작용이 가능할 뿐만 아니라 고내구성으로 장기간 사용할 수 있고, 재사용․재회수까지 가능해 경제성까지 갖췄다"며 "기존 가수분해효소를 대체해 플라스틱과 살충제 등 오염물질 분해와 고감도 바이오 센싱 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것"이라고 설명했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부가 지원하는 우수신진연구사업의 지원을 통해 수행됐다. 교신저자는 민경익 교수, 제1저자는 같은 학과 허윤미 박사과정생이다. 연구 결과는 최근 재료과학 분야 국제저명학술지인 '스몰 스트럭처스(Small Structures)' 온라인판에 실렸다.